Бензин

Бензин - легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость, представляющая собой смесь легких углеводородов. Бензин – самый потребляемый в мире товар: одни только американцы ежедневно тратят на него почти миллиард долларов. Даже кофе и алкоголь по обороту уступают пальму первенства этой горючей жидкости.

Откуда берется бензин?

Получают бензин при помощи процесса, который называется "перегонкой нефти": сначала природное сырье сильно нагревают, а затем производят отбор легко испаряющихся частиц. Сорт бензина определяет температура кипения нефти. Так, из частиц, испарившихся при температуре до 100 С, получается бензин I сорта, до 110 С – бензин специальный, до 130 С – бензин II сорта. Из попутного газа, выделяющегося при перегонке, получают газовый бензин. Также различают бензин автомобильный, авиационный, бензин-растворитель и нафту (бензин для нефтехимии).          

Существуют сорта бензина, которые называют "арктическими". В зимних сортах выше содержание углеродов с малой температурой кипения и большое количество легко испаряющихся фракций, благодаря чему топливо не замерзает при экстремально низких температурах, а автомобиль легко заводится.

История создания

Англичанин Майкл Фарадей считается первым, кто смог получить бензин. В 1825 году он синтезировал из нефти быстро воспламеняющееся соединение углерода с водородом. Нефть, с которой работал Фарадей, была доставлена из Малой Азии,поэтому полученную жидкость ученый назвал арабским словом «бензин», что означает «благовонное вещество». Тем не менее, в России, еще за 80 лет до официального открытия горючего вещества в осетинском городе Моздок на реке Терек исправно работал небольшой завод по перегонке нефти, построенный братьями Дубиными.

Для синтеза бензина применялся достаточно простой аппарат: идущая от огромного котла с нефтью трубка проходила через бочку с холодной водой и отводилась к пустой бочке – туда сливался полученный продукт. Котел был помещен в огромную печь, которая поддерживала постоянную высокую температуру –  это обеспечивало непрерывную работу завода.

В 1891 году русский инженер Шухов смог значительно повысить эффективность перегонки нефти. Он изобрел крекинг (от англ. cracking – расщепление) – процесс, при котором углероды в составе нефти распадаются на молекулы летучего вещества. Сегодня с помощью крекинга из тяжелых фракций нефти добывают крекинг-бензин.

Когда в 1885 году Карл Бенц создал первый автомобиль с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, это стало началом бензинового бума. В скором времени  появились сложные аппараты и приспособления для перегонки, хранения, транспортировки  бензина, а предприимчивые мануфактурщики переключились на строительство нефтеперерабатывающих заводов и автозаправочных станций.

Состав бензина. Октановое число. Марки бензина

Качество автомобильного бензина определяют исходя из следующих показателей:

- детонационная стойкость (октановое число);

-испаряемость и смесеобразование;

-нагарообразование и склонность к отложениям;

-токсичность;

-коррозионная активность;

-нейтральность по отношению к окружающей среде

Когда бензин в двигателе детонирует, раздается металлический звон, создаваемый ударной волной, многократно отражающейся от стенок цилиндра

На эти показатели влияет, в первую очередь, фракционный состав, который определяется температурой начала и конца выкипания бензина из нефти. Также качественный состав бензина зависит от особенностей строения углеводородов и содержания примесей: серы, растворимых смол, частиц металлов, кислородсодержащих соединений. Чтобы избежать загрязнения частичками примесей двигателя и других элементов топливной системы, в бензин добавляют моющие присадки.

Детонационная стойкость – это стойкость бензина к самовоспламенению при сжатии, взрывоопасность. Когда бензин в двигателе детонирует, раздается металлический звон, создаваемый ударной волной, многократно отражающейся от стенок цилиндра. Детонация снижает мощность двигателя, увеличивает его износ. Детонационную стойкость бензина определяет октановое число. Оно показывает в сравнении детонационные свойства изооктана, бензина и гептана. Детонационная стойкость изооктана условно принимается за 100 единиц (трудно воспламеняется), гептана –за 0. Скажем, октановое число данного сорта бензина равно 90. Значит, он детонирует как смесь 90 % изооктана и 10 % гептана.

Октановое число бензина определяют на специальной одноцилиндровой установке с переменной степенью сжатия. При температуре всасываемого воздуха 52 С и частоте вращения коленвала 600 об/мин вычисляется исследовательское октановое число (ОЧИ), а при температуре 149 С и частоте 900 об/мин – моторное октановое число (ОЧМ). Дорожное октановое число (ДОЧ) получают во время испытаний бензина в реальных условиях езды на автомобиле. В настоящее время существует множество портативных приборов для измерения октанового числа. Небольшие размеры и высокая точность таких приборов позволяют контролировать качество продукции на месте потребления.

Кроме того, большинство современных двигателей имеет датчики детонации, вычисляющие октановое число бензина в режиме реального времени(из-за испарения некоторых летучих примесей и присадок октановое число может меняться).

Показатель октанового числа никак не отражается на цвете бензина, поэтому для того чтобы отличать марки друг от друга, в бензин добавляют безопасные красители, например, в АИ-80 – желтый, в АИ-92 – оранжево-красный, в АИ-98 – синий

Одноразовая перегонка нефти не позволяет получить продукт с высоким октановым числом – как правило, оно не превышает 70-80 единиц. Чтобы повысить октановое число, в бензин добавляют высокооктановые компоненты (метиловый и этиловый спирты) и антидетонаторы в незначительных количествах (до 0,3 %). К настоящему моменту производители бензина полностью отказались от добавления очень опасного для здоровья человека токсичного антидетонатора – тетраэтилсвинца (этилированный бензин) – в пользу метилтретбутилового эфира. Бензин отечественных марок, однако, совершенно не соответствует мировым стандартам по содержанию свинца.

Марки бензина с октановым числом не больше 80 единиц (А-72, АИ-80) подходят лишь для автомобилей, имеющих двигатель с низкой степенью сжатия. Для современных автомобильных двигателей с высокой степенью сжатия подходят марки бензина с октановым числом не менее 90 – это АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Показатель октанового числа никак не отражается на цвете бензина, поэтому для того чтобы отличать марки друг от друга, в бензин добавляют безопасные красители, например, в АИ-80– желтый, в АИ-92 – оранжево-красный, в АИ-98 – синий.

С 1992 года Еврокомиссия утверждает экологический стандарт, регламентирующий содержание вредных веществ в выхлопных газах транспортных средств. Стандарт обновляется каждые 3-5 лет. Бензин маркируется в соответствии с годом утверждения стандарта– Евро-1 (1992), Евро-2 (1996), Евро-3 (2000), Евро-4 (2005), Евро-5 (2008). В России с 1 января 2013 года вступил в силу запрет на бензин Евро-2 – его состав уже не удовлетворяет современным экологическим требованиям.  

Под марками «Экто», «G-Drive» и «Ultimate» некоторые российские нефтяные компании начали выпускать улучшенный бензин собственного производства. Топливо «Экто» и«G-Drive» полностью отвечает стандартам Евро-3, а «Ultimate» –  Евро-4. Продавцы уверяют, что после использования бензина этих марок увеличится мощность и износостойкость двигателя,а экономия топлива составит до 20 км с полного бака. Стоит литр такого бензина на полтора-два рубля дороже обычного. Это «топливо нового поколения», имеет в основном положительные отзывы.